Uma Revisão dos Processos de Interação Oceano-Atmosfera em Regiões de Intenso Gradiente Termal do Oceano Atlântico Sul Baseada em Dados Observacionais

Pezzi, Luciano Ponzi; Souza, Ronald Buss de; Quadro, Mário Francisco Leal de

doi:10.1590/0102-778631231420150032

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“…In January 2009, the climate monitoring bulletin CLIMANALISE (Climanálise, ) from the Center for Weather Forecast and Climate Studies (CPTEC) documented one South Atlantic Convergence Zone (SACZ) occurred from 4 to 8 January 2009 that can be characterized as an intense and well‐configured oceanic SACZ case (Pezzi et al, ). Our results show a clear impact of this SACZ case on the oceanic ensemble simulations as revealed by the large SSS spread in Figure f.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

An Investigation of Ocean Model Uncertainties Through Ensemble Forecast Experiments in the Southwest Atlantic Ocean

et al. 2019

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Ocean general circulation models even with realistic behavior still incorporate large uncertainties from external forcing. This study involves the realization of ensemble experiments using a regional model configured for the Southwest Atlantic Ocean to investigate uncertainties derived from the external forcing such as the atmosphere and bathymetry. The investigation is based on perturbing atmospheric surface fluxes and bathymetry through a series of ensemble experiments. The results showed a strong influence of the South Atlantic Convergence Zone on the underlying ocean, 7 days after initialization. In this ocean region, precipitation and radiation flux perturbations notably impacted the sea surface salinity and sea surface temperature, by producing values of ensemble spread that exceeded 0.08 and 0.2°C, respectively. Wind perturbations extended the impact on currents at surface, with the spread exceeding 0.1 m/s. The ocean responded faster to the bathymetric perturbations especially in shallow waters, where the dynamics are largely dominated by barotropic processes. Ensemble spread was the largest within the thermocline layer and in ocean frontal regions after a few months, but by this time, the impact on the modeled ocean obtained from either atmospheric or bathymetric perturbations was quite similar, with the internal dynamics dominating over time. In the vertical, the sea surface temperature exhibited high correlation with the subsurface temperature of the shallowest model levels within the mixed layer. Horizontal error correlations exhibited strong flow dependence at specific points on the Brazil and Malvinas Currents. This analysis will be the basis for future experiments using ensemble-based data assimilation in the Southwest Atlantic Ocean.Plain Language Summary The numerical models are powerful tools to provide knowledge about the ocean state concerning currents eddies, meanders, and other ocean dynamic and thermodynamic processes on a range of temporal and spatial scales. An accurate numerical model makes possible to get a tridimensional ocean representation with some confidence during time. Even though the ocean numerical models have been incorporating improvements, mainly due to a growing evolution of the computational resources, they are still somewhat limited and bring uncertainties on their simulations due many reasons that are related to the applied physical parameterization, atmospheric forcing, bathymetry, and some other issues. It is crucial to investigate and to know these uncertainties. This study goes further on the uncertainty investigations in order to create the basis (prior step) for an ensemble-based data assimilation system for the Southwest Atlantic Ocean. Our results indicated that uncertainty in wind forcing plays a major role in the determination of uncertainty in the ocean state. Compared to atmospheric forcing, the uncertainty in bathymetry produced a larger impact on the ocean representation, especially in shallow waters, though this may be in part due to excited waves at the i...

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

An Investigation of Ocean Model Uncertainties Through Ensemble Forecast Experiments in the Southwest Atlantic Ocean

et al. 2019

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“…Esta região se caracteriza pelo encontro de águas mais frias da Corrente das Malvinas (CM) com águas mais quentes da Corrente do Brasil (CB), com alta variabilidade espacial e temporal, típica de regiões de frentes oceanográficas, sendo uma das mais energéticas frentes do ponto de vista oceanográfico. A região tem papel fundamental na modulação da CLAM, assim como nos fluxos de calor na interface oceano-atmosfera (Pezzi et al, 2016;Freitas et al, 2017 Dados de reanálise foram usados para identificar a influência das condições atmosféricas de grande escala sobre as concentrações de vapor d'água atmosférico em superfície e dentro da CLAM, foram utilizados dados de reanálise para os períodos dos cruzeiros. Os sistemas atmosféricos foram analisados para cada ponto de coleta de dados através do horário de reanálise mais próximo ao horário da coleta e, com base nestes dados, foram identificados os sistemas que atuaram sobre cada ponto e sua influência no comportamento do vapor d'água dentro da CLAM.…”

Section: áRea De Estudounclassified

Relação entre o Vapor D’Água Atmosférico e a Temperatura da Superfície do Mar Sobre a Região da Confluência Brasil-Malvinas, com Base em Dados Coletados In Situ (Relationship between Atmospheric Water Vapor Content and the Sea Surface Temperature in the Brazil-Malvinas Confluence considering Data Collected In Situ)

Freitas

Souza

Reis

et al. 2019

Rev. Bras. Geog. Fis.

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A atmosfera consiste em um dos menores reservatórios de água do planeta, contribuindo com 0,001% da massa total da água presente, porém, sendo de fundamental importância para os processos físicos na atmosfera. A partir de dados obtidos através de 130 perfis de radiossondas realizados durante dez cruzeiros oceanográficos nos meses de outubro e novembro, entre 2004 e 2015, analisa-se a influência dos gradientes de temperatura da superfície do mar (TSM) e a passagem de sistemas atmosféricos transientes na variabilidade espaço-temporal da concentração de vapor d’água da camada limite atmosférica marinha (CLAM), sobre a região da Confluência Brasil Malvinas (CBM), enfatizando-se a Operação Antártica 31 (OP31). Os dados de vapor d’água são obtidos calculando-se umidade específica em superfície e água precipitável dentro da camada limite atmosférica. Os resultados mostram que os gradientes térmicos entre as águas quentes da Corrente do Brasil (CB) e as águas frias da Corrente das Malvinas (CM) produzem diferenças significativas no conteúdo de vapor d'água da CLAM nos dois lados da frente oceanográfica. Na superfície, o valor médio da umidade específica sobre o lado quente (frio) foi 8,4 ± 1,67 mm (7,08 ± 1,51 mm). A CLAM foi localmente modulada pela TSM, sendo cerca de 2g/kg mais úmida sobre a região quente da frente oceanográfica em relação à região fria. Em todas as observações realizadas, o vapor d’água integrado na CLAM foi diretamente influenciada pela passagem de sistemas atmosféricos transiente. A B S T R A C TThe atmosphere is the smallest contributor of the planet's water tanks, providing only 0.001% of the water total mass, however, it is of fundamental importance for playing a key role in the atmosphere's physical processes. The data were obtained from 130 radiosondes profiles taken during ten oceanographic cruises carried out during the months of October and November between 2004 and 2015, analyzed the influence of the sea surface temperature (SST) gradients and the passage of transient atmospheric systems at the spatial-temporal variability of the water vapor concentration within the marine atmospheric boundary layer (MABL), over Brazil-Malvinas Confluence (BMC), emphasizing the Antarctic Operation 31 (AO31). Water vapor data are obtained by calculating surface specific moisture and precipitable water within the atmospheric boundary layer. The results show that the thermal gradients between the warm waters of Brazil Current and the cold waters of the Malvinas Current were able to produce significant differences in the water vapor content of the MABL on both sides of the oceanographic front. On the surface, the average of the specific humidity over the warm (cold) side was 8.4 ± 1.67 mm (7.08 ± 1.51 mm). The MABL was locally modulated by the SST, being about 2 g/kg wetter over the warm part of the front with respect to the cold one. In all the observations made, the water vapor integrated in the MABL was directly influenced by the passage of transient atmospheric systems.Key words: Southwest Atlantic; Oceanographic front; Transient atmospheric system

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Section: áRea De Estudounclassified

“…No lado norte da CBM, as águas mais quentes induzem mudanças na estabilidade estática da CLA, que afetam a variabilidade na magnitude e intensidade dos ventos, enquanto o cisalhamento vertical do vento na CLA é reduzido, consequentemente ventos mais intensos ocorrem na superfície do mar, e a CLA se torna turbulenta e instável sobre águas mais quentes, aumentando a transferência de momentum para baixo. Pezzi et al (2016), e Camargo et al (2013) mostraram a importância da região da CBM para a modulação de processos atmosféricos como fluxos de calor, estabilidade da camada limite atmosférica e a magnitude dos ventos, por exemplo. Os autores descrevem importantes processos e fenômenos ligados ao acoplamento oceano-atmosfera nessa região do Oceano Global, porém esses trabalhos não se interessaram em estudar com maior profundidade a concentração de vapor d'água na atmosfera e os efeitos dos gradientes de TSM locais e a atividade sinótica atmosférica sobre essa variável.…”

Section: Introductionunclassified

“…O Oceano Atlântico Sul (OAS), ainda que pouco estudado, é de fundamental importância no tempo e no clima do Brasil para a compreensão das variações dos fluxos de calor, umidade e momentum, e tem incentivado um crescente número de estudos sobre os processos de interação Oceano-Atmosfera no OAS, especialmente na região da sua parte ocidental, conhecida como Confluência Brasil Malvinas (CBM), mostrada a seguir na Figura 1, e sua consequente influência no tempo e no clima da América do Sul (Pezzi et al, 2016;Freitas et al, 2017).…”

Section: Introductionunclassified

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Relação entre o Vapor D’Água Atmosférico e a Temperatura da Superfície do Mar Sobre a Região da Confluência Brasil-Malvinas, com Base em Dados Coletados In Situ (Relationship between Atmospheric Water Vapor Content and the Sea Surface Temperature in the Brazil-Malvinas Confluence considering Data Collected In Situ)

Freitas

Souza

Reis

et al. 2019

Rev. Bras. Geog. Fis.

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O objetivo deste trabalho foi analisar a influência dos gradientes de TSM e da passagem de sistemas atmosféricos transientes sobre a região da Confluência Brasil-Malvinas (CBM) no Oceano Atlântico Sudoeste e descrever a variabilidade espacial e temporal da concentração de vapor d’água dentro da camada limite atmosférica marinha (CLAM). Os dados foram obtidos a partir de 130 perfis de radiossondas realizados durante dez cruzeiros oceanográficos feitos durante os meses de outubro e novembro entre 2004 e 2015. Os resultados mostram que os gradientes termais entre as águas quentes da Corrente do Brasil e as águas frias da Corrente das Malvinas foram capazes de produzir diferenças significativas no conteúdo de vapor d'água na CLAM nos dois lados da frente oceanográfica. Na superfície, o valor médio da umidade específica sobre o lado quente (frio) foi 8,4 ± 1,67 mm (7,08 ± 1,51 mm). Em todas as observações realizadas, a umidade integrada na CLAM foi diretamente influenciada pela advecção e pela passagem de sistemas atmosféricos transientes. A B S T R A C TThe objective of this work was to analyze the influence of the SST gradients and the passage of transient atmospheric systems at the Brazil-Malvinas Confluence (BMC) region in the Southwest Atlantic Ocean, and to describe the spatial and temporal variability of the water vapor concentration within the marine atmospheric boundary layer (MABL). The data were obtained from 130 radiosondes profiles taken during ten oceanographic cruises carried out during the months of October and November between 2004 and 2015. The results show that the thermal gradients between the warm waters of Brazil Current and the cold waters of the Malvinas Current were able to produce significant differences in the water vapor content of the MABL on both sides of the oceanographic front. On the surface, the average of the specific humidity over the warm (cold) side was 8.4 ± 1.67 mm (7.08 ± 1.51 mm). In all the observations made, the water vapor integrated in the MABL was directly influenced by the advection and by the passage of transient atmospheric systems. Key words: Water Vapor; Brazil-Malvinas Confluence; Atmospheric boundary layer

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Uma Revisão dos Processos de Interação Oceano-Atmosfera em Regiões de Intenso Gradiente Termal do Oceano Atlântico Sul Baseada em Dados Observacionais

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